[发明专利]绝缘阻抗检测电路及检测方法

权利要求书

1.一种绝缘阻抗检测电路，其特征在于，包括被测系统对地阻抗(1)、接地继电器(2)、采样电路对采样参考地等效阻抗(3)、DC﹢对采样参考地电压采样电路(4)、DC﹢对采样参考地投切组件(5)、DC﹣对采样参考地投切组件(6)以及DC﹢与DC﹣间电压采样电路(7)；其中，

被测系统对地阻抗(1)包括串联的正对地阻抗Rx和负对地阻抗Ry，正对地阻抗Rx的一端接DC﹢，负对地阻抗Ry的一端接DC﹣，正对地阻抗Rx的另一端和负对地阻抗Ry的另一端连接，连接节点接大地PE；

接地继电器(2)内的开关K1一端接大地PE，另一端接采样参考地GND；

采样电路对采样参考地等效阻抗(3)包括DC﹢对采样参考地的等效电阻R1和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2，DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的一端接DC﹢，DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的一端接DC﹣；DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的另一端和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的另一端连接，连接节点接采样参考地GND，其中，DC﹢对采样参考地的等效电阻R1和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2是系统采样电路引入的等效阻抗；

DC﹢对采样参考地电压采样电路(4)并联接在DC﹢对采样参考地的等效电阻R1两端；

DC﹢对采样参考地投切组件(5)包括串联的第一平衡电阻R3和第一投切开关K2，第一平衡电阻R3的一端接DC﹢，第一投切开关K2的一端接采样参考地GND；

DC﹣对采样参考地投切组件(6)包括串联的第二平衡电阻R4和第二投切开关K3，第二平衡电阻R4的一端接DC﹢，第二投切开关K3的一端接采样参考地GND。

2.根据权利要求1所述的绝缘阻抗检测电路，其特征在于，DC﹢对采样参考地电压采样电路(4)采用差分电压采样电路或分压电路。

3.根据权利要求1所述的绝缘阻抗检测电路，其特征在于，第一投切开关K2和第二投切开关K3分别采用继电器、MOS管或IGBT中的一种。

4.根据权利要求1所述的绝缘阻抗检测电路，其特征在于，DC﹢与DC﹣间电压采样电路(7)采用隔离式差分电压采样电路或非隔离式差分电压采样电路。

5.一种采用权利要求1-4任意一项所述绝缘阻抗检测电路的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)，在接地继电器(2)内的开关K1断开的情况下，根据检测到的DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，确定出DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的阻值和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的阻值；

步骤2)，在接地继电器(2)内的开关K1闭合的情况下，根据检测到的DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压的大小关系，动态投切平衡电阻，并结合确定出的DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的阻值和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的阻值，得到绝缘阻抗。

6.根据权利要求5所述绝缘阻抗检测电路的检测方法，其特征在于，所述步骤1)具体为：

步骤1-1)，开关K1断开，第一投切开关K2断开，第二投切开关K3断开，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压与DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Up1与Un1；

步骤1-2)，开关K1断开，第一投切开关K2吸合，第二投切开关K3断开，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压与DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Up2与Un2；

步骤1-3)，通过公式(1)计算出DC﹢对采样参考地的等效电阻R1的阻值和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2的阻值：

其中，第一投切开关K2的开关状态反应第一平衡电阻R3的投切，第二投切开关K3的开关状态反应第二平衡电阻R4的投切，平衡电阻包括第一平衡电阻R3和第二平衡电阻R4，第一平衡电阻R3的阻值与第二平衡电阻R4的阻值相同。

7.根据权利要求6所述绝缘阻抗检测电路的检测方法，其特征在于，所述步骤2)具体为：

步骤2-1)，开关K1吸合，第一投切开关K2断开，第二投切开关K3断开，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压与DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Ur1与Ur2；

步骤2-2)，判断Ur1与Ur2的大小关系，

如果Ur1≥Ur2，则执行步骤3)，即进入测量模式一，

如果Ur1＜Ur2，则执行步骤4)，即进入测量模式二；

步骤3)，测量模式一：

步骤3-1)，第一投切开关K2吸合，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Up3与Un3；

步骤3-2)，第一投切开关K2吸合，第二投切开关K3吸合，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压和DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Up4与Un4；

步骤3-3)，断开开关K1、断开第一投切开关K2、断开第二投切开关K3；

步骤3-4)，通过公式(2)计算出：

其中，第一并联电阻R_temp1为与R₁和R₃并联后的阻值相同的等效电阻，第二并联电阻R_a1为与R_x和R_temp1并联后的阻值相同的等效电阻，第三并联电阻R_b1为与R_y和R₂并联后的阻值相同的等效电阻；

由公式(2)推导计算出：

最终计算出：

步骤4)，测量模式二：

步骤4-1)，第二投切开关K3吸合，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压与DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Up5与Un5；

步骤4-2)，第一投切开关K2吸合，第二投切开关K3吸合，读取DC﹢对采样参考地的等效电阻R1上的电压与DC﹣对采样参考地的等效电阻R2上的电压，记作Up6与Un6；

步骤4-3)，断开开关K1、断开第一投切开关K2、断开第二投切开关K3；

步骤4-4)，通过公式(3)计算出：

其中，第四并联电阻R_a2为与R_x和R₁并联后的阻值相同的等效电阻，第五并联电阻R_temp2为与R₂和R₃并联后的阻值相同的等效电阻，第六并联电阻R_b2为与R_y和R_temp2并联后的阻值相同的等效电阻；

由公式(3)推导计算出：

最终计算出：